KR20070062704A - 다중 경로 증폭기를 이용하여 이동통신 시스템을 구성하기위한 장치 - Google Patents

다중 경로 증폭기를 이용하여 이동통신 시스템을 구성하기위한 장치 Download PDF

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KR20070062704A
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Abstract

본 발명은 다중 경로 증폭기를 이용하여 이동통신 시스템을 구성하기 위한 장치에 관한 것으로서, 입력 신호를 분배(dividing)하고, 상기 분배된 입력 신호를 다중 경로 증폭기의 소정 개수의 내부 증폭기들로 제공하는 분배기(divider)와, N개의 내부 증폭기를 포함하며, 상기 내부 증폭기들로 입력되는 각각의 입력 신호들을 증폭하여 출력하는 상기 다중 경로 증폭기와, 상기 다중 경로 증폭기의 소정 개수의 내부 증폭기들로부터 입력되는 증폭된 신호들을 결합(combining)하여 출력하는 결합기(combiner)를 포함하여, 시스템의 크기와 가격 등을 감소시키면서 동시에 이중화 방법을 적용하여 시스템 안정화 및 확장성을 동시에 확보할 수 있는 이점이 있다.
증폭기, 다중 경로 증폭기, 이중화, 스위칭 컴바이너

Description

다중 경로 증폭기를 이용하여 이동통신 시스템을 구성하기 위한 장치{APPARATUS FOR CONFIGURATION OF PORTABLE COMMUNICATION SYSTEM USING MULTI-PATH POWER AMPLIFIER}
도 1은 종래 기술에 따른 단일 경로 증폭기를 이용한 옴니 시스템의 구성과 이중화 구조를 도시한 도면,
도 2는 종래 기술에 따른 단일 경로 증폭기를 이용한 섹터 시스템의 구성과 이중화 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 경로 증폭기를 이용한 옴니 시스템의 구성과 이중화 구조를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 다중 경로 스위칭 결합기(combiner)의 구조 및 동작을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 경로 증폭기를 이용한 섹터 시스템의 구성을 도시한 도면, 및
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 경로 증폭기를 이용한 섹터 시스템의 이중화 구조를 도시한 도면.
본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 다중 경로 증폭기를 이용하여 상기 이동통신 시스템을 구성하기 위한 장치에 관한 것이다.
종래에는 단일 경로를 갖는 증폭기를 이용하여 이동통신 기지국 시스템을 구성하여 왔다. 상기 이동통신 기지국에 사용되는 고출력 증폭기의 경우, 상기 고출력 증폭기의 동작 중 오류가 발생할 시 서비스가 중단될 수 있기 때문에 상기 서비스의 중단을 방지하기 위하여 이중화 방법을 사용하여 왔으며, 일반적으로, 상기 이중화 방법에는 고주파 스위치 등으로 경로를 변경하여 주는 방법 등이 있다. 상기 이동통신 기지국은, 일반적으로, 하나의 안테나가 모든 방향을 서비스하는 옴니 시스템과 다수 개의 섹터 안테나로 구성되는 섹터 시스템 등으로 사용되어 왔다.
도 1은 종래 기술에 따른 단일 경로 증폭기를 이용한 옴니 시스템의 구성과 이중화 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 하나의 안테나(102)가 모든 방향의 신호를 송수신하는 상기 옴니 시스템은 하나의 증폭기(1a)(101) 혹은 여러 개의 증폭기(1b)(103-1, 103-2, …, 103-N)를 결합(combine)하여 사용할 수 있다. 여기서, 상기 여러 개의 증폭기(103-1, 103-2, …, 103-N)를 결합하여 사용하는 옴니 시스템(1b)은 입력 신호를 분배기(divider)(104)를 통해 분배(dividing)하고, 상기 분배된 신호를 각각의 증폭기(103-1, 103-2, …, 103-N)를 통해 증폭한 후, 상기 증폭된 신호들을 결 합기(combiner)(105)를 통해 결합(combining)하여 상기 안테나(102)로 하나의 신호를 출력하는 시스템이다. 상기 시스템(1b)은 사용자의 증가 등으로 용량 증가가 필요한 경우에 사용될 수 있으며, 하나의 증폭기에 이상이 생기면 기지국의 셀 반경이 줄어들긴 하지만 서비스가 중단되는 경우는 발생하지 않기 때문에 일반적으로는 이중화 방법을 적용하지 않는다.
상기 하나의 증폭기(101)를 이용하여 서비스하는 옴니 시스템(1a)의 경우, 상기 증폭기(101)의 이상이 바로 서비스 중단으로 이어지기 때문에 상기 증폭기에 하나의 이중화 증폭기를 더 사용하여 시스템(1c)을 구성하는 상기 이중화 방법을 적용함으로써, 상기 증폭기의 이상으로 인해 서비스가 중단되는 경우를 막을 수 있다. 여기서, 상기 하나의 증폭기(106)에 이중화 증폭기(107)를 더 사용하여 구성하는 시스템(1c)은 고주파 스위치(108, 109)를 사용하여 여러 가지 방법으로 이중화를 할 수 있다. 즉, 상기 고출력 증폭기(106)에 이상이 생길 경우, 상기 증폭기(106, 107)의 입출력 단에 연결된 상기 고주파 스위치(108, 109)를 이용하여 상기 이중화 증폭기(107)로 신호를 스위칭하여 출력을 내보냄으로써 서비스 중단을 막을 수 있다. 여기서, 두 개의 증폭기를 결합(combine)하여 사용하는 방법도 가능하지만, 이 경우, 상기 두 개의 증폭기가 항상 출력을 내보내게 되어 전력소모 등의 측면에서 효율이 떨어지게 된다.
도 2는 종래 기술에 따른 단일 경로 증폭기를 이용한 섹터 시스템의 구성과 이중화 구조를 도시한 도면이다. 여기서, 상기 섹터 시스템은 3 섹터 시스템을 예로 들어 설명하기로 한다.
상기 도 2를 참조하면, 다수 개의 섹터 안테나(204, 205, 206)로 모든 방향의 신호를 송수신하는 상기 섹터 시스템은 각 섹터별로 하나의 증폭기(2a)(201)(202)(203) 혹은 여러 개의 증폭기(2b)(207-1, 207-2, …, 207-N)(208-1, 208-2, …, 208-N)(209-1, 209-2, …, 209-N)를 결합(combine)하여 사용할 수 있다. 여기서, 상기 각 섹터별로 여러 개의 증폭기(207-1, 207-2, …, 207-N)(208-1, 208-2, …, 208-N)(209-1, 209-2, …, 209-N)를 결합하여 사용하는 섹터 시스템(2b)은 각 섹터별 입력 신호를 각각의 분배기(divider)(210)(211)(212)를 통해 분배(dividing)하고, 상기 각 섹터별 분배된 신호들을 각각의 증폭기(207-1, 207-2, …, 207-N)(208-1, 208-2, …, 208-N)(209-1, 209-2, …, 209-N)를 통해 증폭한 후, 상기 증폭된 신호들을 상기 각 섹터별 결합기(combiner)(213)(214)(215)를 통해 결합(combining)하여 상기 각 섹터별 안테나(204, 205, 206)로 신호를 출력하는 시스템이다. 상기 시스템(2b)은 사용자의 증가 등으로 용량 증가가 필요한 경우에 사용될 수 있으며, 하나의 증폭기에 이상이 생겨도 서비스가 중단되는 경우는 발생하지 않기 때문에 일반적으로는 이중화 방법을 적용하지 않는다.
상기 각 섹터별로 하나의 증폭기(2a)(201)(202)(203)를 이용하여 서비스 하는 상기 섹터 시스템(2a)의 경우, 상기 증폭기(201)(202)(203)의 이상이 바로 해당 섹터의 서비스 중단으로 이어지기 때문에 각 섹터별 하나의 증폭(216)(217)(218)에 하나의 이중화 증폭기(219)를 더 사용하여 시스템(2c)을 구성하는 상기 이중화 방법을 적용함으로써, 상기 증폭기의 이상으로 인해 서비스가 중단되는 경우를 막을 수 있다. 예를 들어, 3-섹터 시스템(2c)의 이중화 구조는 총 4개의 증폭기, 즉 각 섹터별 하나의 증폭기(216)(217)(218)와 상기 이중화 증폭기(219) 및 상기 증폭기(216)(217)(218)(219)의 입/출력단에 위치한 4:4 스위치(220, 221)를 이용하여 구성된다. 즉, 상기 각 섹터별 고출력 증폭기(216)(217)(218)에 이상이 생길 경우, 상기 4:4 스위치(220, 221)를 이용하여 상기 이중화 증폭기(219)로 신호를 스위칭하여 출력을 내보냄으로써 서비스 중단을 막을 수 있다.
여기서, 상기 종래의 이중화 구조는 단일경로 증폭기에 적용 가능한 구조로서, 동일한 증폭기 내부에 여러 경로를 갖는 다중경로 증폭기의 경우, 시스템 구조 및 이중화 방법 등이 달라진다. 따라서, 다중 경로 증폭기에 적용할 수 있는 이중화 구조가 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 다중 경로 증폭기를 이용하여 이동통신 시스템을 구성하기 위한 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중경로 증폭기와 다중경로 스위칭 결합기를 적용한 시스템 구조와 이중화 구조를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제 1 실시 예에 따르면, 다중 경로 증폭기를 이용하여 이동통신 시스템을 구성하기 위한 장치는, 입력 신호를 분배(dividing)하고, 상기 분배된 입력 신호를 다중 경로 증폭기의 소정 개수의 내부 증폭기들로 제공하는 분배기(divider)와, N개의 내부 증폭기를 포함하며, 상기 내부 증폭기들로 입력되는 각각의 입력 신호들을 증폭하여 출력하는 상기 다중 경로 증폭기와, 상기 다중 경로 증폭기의 소정 개수의 내부 증폭기들로부터 입력되는 증폭된 신호들을 결합(combining)하여 출력하는 결합기(combiner)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제 2 실시 예에 따르면, 다중 경로 증폭기를 이용하여 이동통신 시스템을 구성하기 위한 장치는, 입력 신호를 다중 경로 증폭기의 하나의 내부 증폭기로 스위칭하여 전송하고, 상기 하나의 내부 증폭기에 이상이 발생할 시, 상기 입력 신호를 상기 다중 경로 증폭기의 다른 하나의 내부 증폭기로 스위칭하여 전송하는 제 1 M:M 다중 경로 스위칭 결합기와, N개의 내부 증폭기를 포함하며, 상기 내부 증폭기들로 입력되는 각각의 입력 신호들을 증폭하여 출력하는 다중 경로 증폭기와, 상기 다중 경로 증폭기로부터 입력되는 신호를 안테나로 스위칭하여 전송하는 제 2 M:M 다중 경로 스위칭 결합기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제 1 실시 예에 따르면, 다중 경로 증폭기를 이용하여 섹터를 구분하는 이동통신 시스템을 구성하기 위한 장치는, 입력 신호를 분배(dividing)하고, 상기 분배된 입력 신호를 소정 개수의 다중 경로 증폭기들의 하나의 내부 증폭기로 제공하는 각 섹터별 분배기(divider)와, 섹터별 내부 증폭기를 포함하며, 상기 섹터별 내부 증폭기들로 각각 입력되는 섹터별 입력 신호들을 각각 증폭하여 출력하는 상기 소정 개수의 다중 경로 증폭기와, 상기 소정 개수의 다중 경로 증폭기들의 해당 섹터에 대한 내부 증폭기로부터 입력되는 증폭된 신호들을 결합(combining)하여 해당 섹터에 대한 안테나로 출력하는 각 섹터별 결 합기(combiner)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제 2 실시 예에 따르면, 다중 경로 증폭기를 이용하여 섹터를 구분하는 이동통신 시스템을 구성하기 위한 장치는, 섹터별 입력 신호를 제 1 다중 경로 증폭기 내부의 섹터별 증폭기로 스위칭하고, 상기 섹터별 증폭기 중 하나의 증폭기에 이상이 발생할 시, 제 2 다중 경로 증폭기 내부의 하나의 증폭기로 스위칭하는 제 1 N:N 스위치와, 상기 섹터별 내부 증폭기를 포함하며, 상기 섹터별 내부 증폭기들로 각각 입력되는 섹터별 입력 신호들을 각각 증폭하여 출력하는 상기 제 1 다중 경로 증폭기와, 소정 개수의 상기 내부 증폭기를 포함하며, 상기 내부 증폭기들로 입력되는 입력 신호들을 각각 증폭하여 출력하는 상기 제 2 다중 경로 증폭기와, 상기 제 1 다중 경로 증폭기 내부의 섹터별 증폭기로부터 입력되는 증폭된 신호를 섹터별 안테나로 스위칭하여 전송하며, 상기 섹터별 증폭기 중 하나의 증폭기에 이상이 발생할 시, 상기 제 2 다중 경로 증폭기 내부의 하나의 증폭기로부터 입력되는 증폭된 신호를 해당 섹터의 안테나로 스위칭하는 제 2 N:N 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제 3 실시 예에 따르면, 다중 경로 증폭기를 이용하여 섹터를 구분하는 이동통신 시스템을 구성하기 위한 장치는, 특정 섹터에 대한 입력 신호를 제 1 다중 경로 증폭기 내부의 해당 섹터에 대한 증폭기로 스위칭하고, 상기 해당 섹터의 증폭기에 이상이 발생할 시, 제 2 다중 경로 증폭기 내부의 해당 섹터에 대한 증폭기로 스위칭하는 섹터별 N:N 제 1 다중 경로 스위치와, 상기 섹터별 내부 증폭기를 포함하며, 상기 섹터별 내부 증폭기들로 각각 입력되는 섹터별 입력 신호들을 각각 증폭하여 출력하는 상기 제 1, 2 다중 경로 증폭기와, 상기 제 1 다중 경로 증폭기 내부의 섹터별 증폭기로부터 입력되는 증폭된 신호를 섹터별 안테나로 스위칭하여 전송하며, 상기 섹터별 증폭기 중 하나의 증폭기에 이상이 발생할 시, 상기 제 2 다중 경로 증폭기 내부의 해당 섹터에 대한 증폭기로부터 입력되는 증폭된 신호를 해당 섹터의 안테나로 스위칭하는 섹터별 N:N 제 2 다중 경로 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명은 다중 경로 증폭기를 이용하여 이동통신 시스템을 구성하기 위한 장치에 대해 설명한다. 여기서, 상기 다중경로 증폭기는 내부에 여러 개의 경로를 가지며, N개의 입력과 N개의 출력을 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 경로 증폭기를 이용한 옴니 시스템의 구성과 이중화 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 다중 경로 증폭기를 이용한 옴니 시스템은 N개의 내부 증폭기(303-1, 303-2, …, 303-N)를 포함하여 N개의 입력에 대해 각각의 경로를 지원할 수 있는 하나의 다중 경로 증폭기(302)와 하나의 안테나(301)를 포 함하여 구성된다.
여기서, 초기 사용자가 적어 상기 N개의 경로 중 하나의 경로만을 사용하여 서비스하고자 하는 경우, 상기 옴니 시스템(3a)은 상기 다중 경로 증폭기(302)에 집적되어 있는 증폭기(303-1, 303-2, …, 303-N) 중 하나의 증폭기(303-1)만을 안테나(301)에 연결하여 구성할 수 있다.
또한, 사용자 증가 등의 이유로 증폭기의 용량을 증가시켜야 하는 경우, 상기 옴니 시스템(3b)은 해당 경로에 대한 증폭기(303-1)에 소정 개수의 다른 증폭기(303-2, …, 303-M)들을 더 연결하고, 상기 증폭기(303-1, 303-2, …, 303-M)들의 입력단에 분배기(divider)(304)의 출력단을 연결하며, 상기 증폭기(303-1, 303-2, …, 303-M)들의 출력단에 결합기(combiner)(305)의 입력단을 연결함으로써 구성할 수 있다. 즉, 기존 경로에 소정 개수의 다른 경로를 결합(combine)하여 구성함으로써, 상기 기존 경로로 더 많은 수의 사용자들이 서비스받도록 할 수 있다. 다시 말해, 상기 분배기(divider)(304)는 입력 신호를 분배(dividing)하여 상기 다중 경로 증폭기(302)의 소정 개수의 증폭기들(303-1, 303-2, …, 303-M)로 전송하고, 상기 다중 경로 증폭기(302)의 소정 개수의 증폭기들(303-1, 303-2, …, 303-M)이 상기 분배된 신호를 증폭한 후 상기 결합기(305)로 전송하면, 상기 결합기(combiner)(305)는 상기 증폭된 신호들을 결합(combining)하여 안테나(301)를 통해 출력함으로써 해당 경로에 대한 서비스 용량을 증가시킬 수 있다. 여기서, 상기 분배기(304)와 결합기(305)는 다중경로 스위칭 컴바이너를 이용함으로써, 구조적 변경없이 용량에 맞게 소정 개수의 증폭기들을 결합하여 사용할 수 있다.
상기 다중 경로 증폭기(302)에 집적되어 있는 증폭기(303-1, 303-2, …, 303-N) 중 하나의 증폭기(303-1)만을 사용하여 하나의 경로로만 서비스하는 상기 옴니 시스템(3a)의 이중화 구조(3c)는 상기 다중 경로 증폭기(302)에 집적되어 있는 증폭기(303-1, 303-2, …, 303-N) 중 상기 증폭기(303-1)를 제외한 또 다른 증폭기를 이중화 증폭기(303-2)로 사용하고, 상기 증폭기들(303-1, 303-2)의 입력단에 제 1 N:N 다중경로 스위칭 결합기(combiner)(306)의 출력단을 연결하며, 상기 증폭기들(303-1, 303-2)의 출력단에 제 2 N:N 다중경로 스위칭 결합기(307)의 입력단을 연결함으로써 구성할 수 있다. 즉, 상기 증폭기(303-1)에 이상이 생길 경우, 상기 증폭기들(303-1, 303-2)의 입출력 단에 연결된 상기 2:2 다중 경로 스위칭 결합기(306, 307)를 이용하여 상기 이중화 증폭기(303-2)로 신호를 스위칭하여 안테나(301)로 출력을 내보냄으로써 서비스 중단을 막을 수 있다. 다시 말해, 상기 제 1 N:N 다중경로 스위칭 결합기(combiner)(306)는 입력 신호를 상기 다중 경로 증폭기(302)의 하나의 내부 증폭기(303-1)로 스위칭하여 전송하고, 상기 내부 증폭기(303-1)에 이상이 발생할 시, 상기 입력 신호를 상기 다중 경로 증폭기(302)의 다른 하나의 내부 증폭기(302-2)로 스위칭하여 전송한다. 또한, 상기 제 2 M:M 다중 경로 스위칭 결합기(307)는 상기 다중 경로 증폭기(302)의 내부 증폭기(303-1)로부터 입력되는 신호를 안테나(301)로 스위칭하여 전송하고, 상기 내부 증폭기(303-1)에 이상이 발생할 시, 상기 다른 내부 증폭기(302-2)로 스위칭하여 상기 증폭기(302-2)로부터 입력되는 신호를 상기 안테나(301)로 전송한다.
여기서, 도 4를 참조하여, 상기 다중 경로 스위칭 결합기(combiner)(306, 307)의 구조 및 동작을 살펴보면 다음과 같다. 상기 다중경로 스위칭 결합기(4a)는 다중 경로를 지원하기 위한 N개의 스위치를 포함하여 구성되며, N개의 입력과 N개의 출력을 가질 수 있다. 상기 다중 경로 스위칭 결합기(4a)는 상기 다중 경로를 단순하게 연결하는 기능(4b)과 여러 경로를 결합하는 기능(4c) 등을 다양하게 구현할 수 있다. 또한, 하나의 경로를 여러 경로로 분배하는 기능도 구현할 수 있다.
이와 같이, 상기 다중경로 증폭기와 다중 경로 스위칭 결합기를 이용하여 옴니 시스템을 구성할 경우, 증폭기나 스위치를 새로이 추가하지 않아도 이중화와 시스템 용량 증가를 실현할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 경로 증폭기를 이용한 섹터 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 여기서, 상기 섹터 시스템은 3 섹터 시스템을 예로 들어 설명하기로 한다.
상기 도 5를 참조하면, 초기 사용자가 적어 각 섹터별로 하나의 경로만을 사용하여 서비스하고자 하는 경우, 다수 개의 섹터 안테나(501, 502, 503)로 신호를 송수신하는 상기 섹터 시스템(5a)은 상기 각 섹터별 하나의 증폭기(505)(506)(507)를 포함하여 구성되며, 상기 각 섹터별 하나의 증폭기(505)(506)(507)는 각각의 경로를 지원한다. 이때, 상기 증폭기들(505)(506)(507)은 하나의 다중 경로 증폭기(504)에 집적될 수 있다.
또한, 사용자 증가 등의 이유로 각 섹터별로 증폭기의 용량을 증가시켜야 하는 경우, 상기 섹터 시스템(5b)은 상기 증가시키고자 하는 용량에 비례하는 소정 개수의 다중 경로 증폭기들(508-1, 508-2, …, 508-N)과 상기 각 섹터별 하나의 분 배기들(512, 513, 514) 및 결합기들(515, 516, 517)을 포함하여 구성되며, 상기 각각의 다중 경로 증폭기((508-1)(508-2)…(508-N))에는 상기 섹터 수만큼의 증폭기들이 집적된다. 상기 각각의 다중 경로 증폭기((508-1)(508-2)…(508-N))에 집적되어 있는 상기 증폭기들((509-1, 510-1, 511-1)(509-2, 510-2, 511-2)…(509-N, 510-N, 511-N)) 중 하나의 증폭기((509-1)(509-2)…(509-N))는 제 1 섹터에 대한 증폭기 용량을 증가시키고, 또 다른 증폭기((510-1)(510-2)…(510-N))는 제 2 섹터에 대한 증폭기 용량을 증가시키며, 나머지 다른 증폭기((511-1)(511-2)…(511-N))는 제 3 섹터에 대한 증폭기 용량을 증가시킬 수 있다. 여기서, 상기 제 1 섹터에 대한 제 1 분배기(512)는 입력 신호를 상기 다중 경로 증폭기의 수만큼 분배하여 상기 각 다중 경로 증폭기의 해당 증폭기들(509-1, 509-2, …, 509-N)로 출력하고, 제 1 결합기(515)는 상기 증폭기들(509-1, 509-2, …, 509-N)을 통해 증폭된 상기 제 1 섹터에 대한 입력 신호들을 결합하여 제 1 안테나(501)로 출력한다. 또한, 상기 제 2 섹터에 대한 제 2 분배기(513)는 입력 신호를 상기 다중 경로 증폭기의 수만큼 분배하여 상기 각 다중 경로 증폭기의 해당 증폭기들(510-1, 510-2, …, 510-N)로 출력하고, 제 2 결합기(516)는 상기 증폭기들(510-1, 510-2, …, 510-N)을 통해 증폭된 상기 제 2 섹터에 대한 입력 신호들을 결합하여 제 2 안테나(502)로 출력한다. 마지막으로, 상기 제 3 섹터에 대한 제 3 분배기(514)는 입력 신호를 상기 다중 경로 증폭기의 수만큼 분배하여 상기 각 다중 경로 증폭기의 해당 증폭기들(511-1, 511-2, …, 511-N)로 출력하고, 제 3 결합기(517)는 상기 증폭기들(511-1, 511-2, …, 511-N)을 통해 증폭된 상기 제 3 섹터에 대한 입력 신호들을 결합하여 제 3 안테나(503)로 출력한다. 이로써, 상기 각 섹터별 기존 경로로 더 많은 수의 사용자들이 서비스받도록 할 수 있다. 여기서, 상기 분배기(512, 513, 514)와 결합기(515, 516, 517)는 다중경로 스위칭 컴바이너를 이용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 경로 증폭기를 이용한 섹터 시스템의 이중화 구조를 도시한 도면이다. 여기서, 상기 섹터 시스템은 3 섹터 시스템을 예로 들어 설명하기로 한다. 상기 섹터 시스템의 이중화 구조는, 상기 도 5b에서와 같이, 바로 결합(combine)하여 출력을 높여 주는 방법으로도 가능하나 증폭기 2개가 출력을 내보내게 되어 사용자가 적을 경우 전력소모가 늘어나고 증폭기의 MTBF등이 감소하는 등 증폭기의 효율이 감소하는 단점이 있다.
상기 도 6을 참조하면, 상기 다중 경로 증폭기의 이중화는 하나의 방법으로 N:N 스위치를 이용하여 구현할 수도 있고, 다른 방법으로 다중 경로 스위치를 이용하여 구현할 수도 있다. 먼저, 다수 개의 섹터 안테나(601, 602, 603)로 신호를 송수신하는 상기 섹터 시스템은 상기 각 섹터별 하나의 증폭기(605)(606)(607)를 포함하여 구성되며, 상기 각 섹터별 하나의 증폭기(605)(606)(607)는 각각의 경로를 지원한다. 이때, 상기 증폭기들(605, 606, 607)은 제 1 다중 경로 증폭기(604-1)에 집적될 수 있다. 또한, 상기 섹터 시스템의 이중화 구조를 위해 제 2 다중 경로 증폭기(604-2)을 하나 더 연결할 수 있으며, 소정 개수의 증폭기들(608, 609, 610)이 상기 제 2 다중 경로 증폭기(604-2)에 집적될 수 있다.
여기서, 상기 N:N 스위치를 이용한 상기 다중 경로 증폭기의 이중화 구조(6a)는, 상기 다중 경로 증폭기들(604-1, 604-2)의 입력단에 제 1 N:N 스위치(611) 의 출력단을 연결하고, 상기 다중 경로 증폭기들(604-1, 604-2)의 출력단에 제 2 N:N 스위치(612)의 입력단을 연결함으로써 구성할 수 있다. 여기서, 상기 섹터의 개수는 M이며, 상기 N은 상기 M보다 적어도 하나 이상은 커야 한다. 상기 제 1 N:N 스위치(611)는 각 섹터별 입력 신호를 각 경로로 연결하여 상기 제 1 다중 경로 증폭기(604-1)의 해당 섹터별 증폭기(605, 606, 607)에 입력하고, 상기 제 2 N:N 스위치(612)는 상기 섹터별 증폭기(605, 606, 607)를 통해 증폭된 상기 신호들을 상기 섹터별 안테나(601, 602, 603)로 연결하며, 상기 섹터별 안테나(601, 602, 603)는 상기 신호들을 해당 경로로 전송한다. 이때, 상기 제 1 N:N 스위치(611) 내부의 남아있는 스위치 중 하나의 스위치는 상기 제 2 다중 경로 증폭기(604-2)에 집적된 하나의 증폭기(608)에 연결되며, 상기 증폭기(608)는 또한, 상기 제 2 N:N 스위치(612) 내부의 남아있는 스위치 중 하나의 스위치에 연결될 수 있다. 이는 상기 각 섹터별 증폭기들(605, 606, 607) 중 하나의 증폭기에 이상이 생겼을 경우, 해당 증폭기를 상기 제 2 다중 경로 증폭기(604-2)에 집적된 상기 증폭기(608)로 대체하기 위한 것이다. 예를 들어, 상기 제 1 섹터에 대한 증폭기(605)에 이상이 생겼을 경우, 상기 제 1 섹터에 대한 신호는 상기 제 2 다중 경로 증폭기(604-2)에 집적된 상기 증폭기(608)를 통해 상기 제 1 안테나(601)로 전송될 수 있으며, 이때, 상기 제 1 N:N 스위치(611)와 제 2 N:N 스위치(612)는 상기 제 1 섹터에 대한 경로 연결을 위해 상기 이상이 생긴 증폭기(605)가 아닌 상기 제 2 다중 경로 증폭기(604-2)에 집적된 상기 증폭기(608)로 스위칭한다. 상기와 같이, 상기 N:N 스위치를 이용하여 이중화를 구현할 경우, 더 좋은 효율을 기대할 수 있다.
다른 방법으로 다중 경로 스위치를 이용한 상기 다중 경로 증폭기의 이중화 구조(6b)는, 상기 다중 경로 증폭기들(604-1, 604-2)의 입력단에 제 1, 2, 3 N:N 다중 경로 스위치(613, 614, 615)의 출력단을 연결하고, 상기 다중 경로 증폭기들(604-1, 604-2)의 출력단에 제 4, 5, 6 N:N 다중 경로 스위치(616, 617, 618)의 입력단을 연결함으로써 구성할 수 있다. 여기서, 상기 N은 상기 다중 경로 증폭기의 개수와 같으며, 본 발명에 따른 예에서는 2:2 다중 경로 스위치를 이용할 수 있다. 상기 섹터 시스템의 이중화 구조를 위해 연결된 상기 제 2 다중 경로 증폭기(604-2)의 소정 개수의 증폭기들(608, 609, 610)은 상기 각 섹터별 증폭기로서 각각의 경로에 대한 이중화 경로를 지원한다. 즉, 상기 제 1 다중 경로 증폭기(604-1)의 해당 섹터별 증폭기(605, 606, 607) 중 하나의 증폭기에 이상이 생겼을 시, 상기 제 2 다중 경로 증폭기(604-2)의 증폭기들(608, 609, 610) 중 해당 섹터에 대한 이중화 경로를 지원하는 증폭기로 대체할 수 있다. 여기서, 상기 제 1, 4 N:N 다중 경로 스위치(613, 616)는 상기 제 1 섹터에 대한 경로를 지원하는 상기 제 1 다중 경로 증폭기(604-1)과 상기 제 2 다중 경로 증폭기(604-2)의 하나의 증폭기(605, 608)에 연결되고, 상기 제 2, 5 N:N 다중 경로 스위치(614, 617)는 상기 제 2 섹터에 대한 경로를 지원하는 상기 제 1 다중 경로 증폭기(604-1)과 상기 제 2 다중 경로 증폭기(604-2)의 하나의 증폭기(606, 609)에 연결된다. 또한, 상기 제 3, 6 N:N 다중 경로 스위치(615, 618)는 상기 제 3 섹터에 대한 경로를 지원하는 상기 제 1 다중 경로 증폭기(604-1)과 상기 제 2 다중 경로 증폭기(604-2)의 하나의 증폭기(607, 610)에 연결된다. 상기와 같이, 상기 다중 경로 스위치를 이용하여 이중화를 구현할 경우, 추가적인 변경 없이 증폭기만 추가 장착하여 시스템 용량을 증가할 수 있는 장점이 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 이동통신 시스템에서 다중경로 증폭기와 다중경로 스위칭 결합기를 적용한 시스템 구조와 이중화 구조 등을 제안함으로써, 시스템의 크기와 가격 등을 감소시키면서 동시에 이중화 방법을 적용하여 시스템 안정화 및 확장성을 동시에 확보할 수 있고, 나아가 경쟁력 있는 시스템 특성을 구현할 수 있는 이점이 있다.

Claims (15)

  1. 다중 경로 증폭기를 이용하여 이동통신 시스템을 구성하기 위한 장치에 있어서,
    입력 신호를 분배(dividing)하고, 상기 분배된 입력 신호를 다중 경로 증폭기의 소정 개수의 내부 증폭기들로 제공하는 분배기(divider)와,
    N개의 내부 증폭기를 포함하며, 상기 내부 증폭기들로 입력되는 각각의 입력 신호들을 증폭하여 출력하는 상기 다중 경로 증폭기와,
    상기 다중 경로 증폭기의 소정 개수의 내부 증폭기들로부터 입력되는 증폭된 신호들을 결합(combining)하여 출력하는 결합기(combiner)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합기로부터 입력되는 신호를 전송하는 하나의 안테나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분배기와 결합기는 다중 경로 스위칭 결합기를 이용하여 구현하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 다중 경로 증폭기를 이용하여 이동통신 시스템을 구성하기 위한 장치에 있어서,
    입력 신호를 다중 경로 증폭기의 하나의 내부 증폭기로 스위칭하여 전송하고, 상기 하나의 내부 증폭기에 이상이 발생할 시, 상기 입력 신호를 상기 다중 경로 증폭기의 다른 하나의 내부 증폭기로 스위칭하여 전송하는 제 1 M:M 다중 경로 스위칭 결합기와,
    N개의 내부 증폭기를 포함하며, 상기 내부 증폭기들로 입력되는 각각의 입력 신호들을 증폭하여 출력하는 다중 경로 증폭기와,
    상기 다중 경로 증폭기로부터 입력되는 신호를 안테나로 스위칭하여 전송하는 제 2 M:M 다중 경로 스위칭 결합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 M:M 다중 경로 스위칭 결합기로부터 입력되는 신호를 전송하는 하나의 안테나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 다중 경로 증폭기를 이용하여 섹터를 구분하는 이동통신 시스템을 구성하기 위한 장치에 있어서,
    입력 신호를 분배(dividing)하고, 상기 분배된 입력 신호를 소정 개수의 다중 경로 증폭기들의 하나의 내부 증폭기로 제공하는 각 섹터별 분배기(divider)와,
    섹터별 내부 증폭기를 포함하며, 상기 섹터별 내부 증폭기들로 각각 입력되는 섹터별 입력 신호들을 각각 증폭하여 출력하는 상기 소정 개수의 다중 경로 증폭기와,
    상기 소정 개수의 다중 경로 증폭기들의 해당 섹터에 대한 내부 증폭기로부터 입력되는 증폭된 신호들을 결합(combining)하여 해당 섹터에 대한 안테나로 출력하는 각 섹터별 결합기(combiner)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 섹터는 3 섹터임을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 각 섹터별 결합기로부터 입력되는 신호를 전송하는 각 섹터별 안테나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 다중 경로 증폭기를 이용하여 섹터를 구분하는 이동통신 시스템을 구성하기 위한 장치에 있어서,
    섹터별 입력 신호를 제 1 다중 경로 증폭기 내부의 섹터별 증폭기로 스위칭하고, 상기 섹터별 증폭기 중 하나의 증폭기에 이상이 발생할 시, 제 2 다중 경로 증폭기 내부의 하나의 증폭기로 스위칭하는 제 1 N:N 스위치와,
    상기 섹터별 내부 증폭기를 포함하며, 상기 섹터별 내부 증폭기들로 각각 입력되는 섹터별 입력 신호들을 각각 증폭하여 출력하는 상기 제 1 다중 경로 증폭기와,
    소정 개수의 상기 내부 증폭기를 포함하며, 상기 내부 증폭기들로 입력되는 입력 신호들을 각각 증폭하여 출력하는 상기 제 2 다중 경로 증폭기와,
    상기 제 1 다중 경로 증폭기 내부의 섹터별 증폭기로부터 입력되는 증폭된 신호를 섹터별 안테나로 스위칭하여 전송하며, 상기 섹터별 증폭기 중 하나의 증폭기에 이상이 발생할 시, 상기 제 2 다중 경로 증폭기 내부의 하나의 증폭기로부터 입력되는 증폭된 신호를 해당 섹터의 안테나로 스위칭하는 제 2 N:N 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 N은 상기 섹터의 수보다 적어도 1 이상 큰 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 섹터의 수는 3임을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 N:N 스위치는 다중 경로 스위칭 결합기를 이용하여 구현하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 다중 경로 증폭기를 이용하여 섹터를 구분하는 이동통신 시스템을 구성하기 위한 장치에 있어서,
    특정 섹터에 대한 입력 신호를 제 1 다중 경로 증폭기 내부의 해당 섹터에 대한 증폭기로 스위칭하고, 상기 해당 섹터의 증폭기에 이상이 발생할 시, 제 2 다중 경로 증폭기 내부의 해당 섹터에 대한 증폭기로 스위칭하는 섹터별 N:N 제 1 다중 경로 스위치와,
    상기 섹터별 내부 증폭기를 포함하며, 상기 섹터별 내부 증폭기들로 각각 입력되는 섹터별 입력 신호들을 각각 증폭하여 출력하는 상기 제 1, 2 다중 경로 증폭기와,
    상기 제 1 다중 경로 증폭기 내부의 섹터별 증폭기로부터 입력되는 증폭된 신호를 섹터별 안테나로 스위칭하여 전송하며, 상기 섹터별 증폭기 중 하나의 증폭기에 이상이 발생할 시, 상기 제 2 다중 경로 증폭기 내부의 해당 섹터에 대한 증폭기로부터 입력되는 증폭된 신호를 해당 섹터의 안테나로 스위칭하는 섹터별 N:N 제 2 다중 경로 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 N은 상기 다중 경로 증폭기의 수와 같은 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 섹터의 수는 3임을 특징으로 하는 장치.
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